研究报告
中国酿造
纤维素酶水解稻草纸浆制取乙醇的研究
杨洋，张五苍*，孙岩峰，何连芳周长俊
（大连工业大学资源开发利用研究所，辽宁大连116034）
2010年第2期总第215期
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摘要：对Candidashehatae发醇酵稻草纸浆水解液生产乙醇的工艺进行了初步研究。分别对影响酶水解和发酵阶段的各因素进行了优化.结果表明，利用正交试验确定的最佳酶水解条件为：酶用量150U/g料，底物浓度2%，反应温度55℃，pH4.8，反应时间8h，酶解得率可达到73.20%。初始葡替糖浓度为60g/L，装液量100mL/250mL，无机氮源为(NH);SO，转速为100r/min，温度为28℃，pH值为5.5，发
酵时间为48h，在此条件下乙醇得率可达49.72%，能达到理论得率的97%，转化率最高为0.36g/g（乙醇/箱草纸浆）。关键词：稻草纸浆：酶水解：发酵：乙醇
中图分类号：TQ920.1
文献标识码：A
文章编号：0254-5071(2010)02-0033-04
Fermentative production of ethanol from straw paper pulp byenzymatic hydrolysate
aOeaoz
(Resource Development Use Research Institute, Dalian Polytechnic University, Dalian I16034, China)
Abstract: Ethanol production from straw paper pulp hydrolysated by Candida shebatae was investigated in this paper, The conditions that impact the eeoaoaaoeaeso followed: enzyme concentration 150 U/g material, substrate concentration 2%, temperature 55°C, pH 4.8 and hydrolysis time 20 h. Under these condtions, the yield of reducing sugar hydrolysis is 73.2% : The optimal conditions of ethanol fermentation were as followed: initial glucose concentration 60 g/L, volumes of shaking flask 100 ml/250 ml, inorganic nitrogen source (NH);SO, rotation speed 100 r/min, pH 5.5, fermentation time 48 h. Under these conditions, the ethanol yield rate reached 49.72%, which was 97.0% of the ethanol theoretical yield. The high conversion was 0.36 g/g (ethanol/srraw paper pulp)
Key words; straw paper pulp; enzymatic hydrolysis; fermentation; ethanol
随着世界石油能源的日益减少和环境的不断恶化，寻求对环境友好的新能源，特别是利用可再生纤维素类废弃物生产燃料乙醇，走可持续发展道路已逐渐引起学者们的高度关注。
利用纤维素类废弃物生产乙醇主要包括预处理、糖化和发酵3个主要程序，而糖化是制备乙醇的关键步骤，其方法主要包括化学法和生物法。YUZS等对纤维素稀酸水解发酵生产乙醇进行了研究，用0.2mol硫酸在121℃反应 20min，还原糖最大得率为17.4%，利用此发酵液作为培养基发醇24h，乙醇最大得率可达44%。虽然乙醇得率较高，但还原糖得率较低，给后续浓缩发酵带来一定困难。刘天酸等闪对稻壳粉稀酸水解液发酵进行了研究，稀硫段浓度 1.2%，120℃反应120min后水解液发酵120h，乙醇得率为 33.7%。此反应时间较长，且乙醇得率不高。生物法（纤维素酶水解)因无污染，反应温和而越来越受到国内外研究者的青味。SANJEEVK等对向日葵秸秆进行酶水解，还原糖得率为59.8%，在pH值为4.8、30℃条件下发酵24h，乙醇得率最人为45.4%。乙醇得率较高，糖得率不理想，还有进·步提升的空闻。因此，本试验主要研究酶法糖化稻草纸浆进行乙醇发酵，提高纤维素的转化率，进而增加乙醇
收稿日期：2009-10-11
的得率，达到节能、高效、低成本的对纤维素类废弃物进行水解发酵制备乙醇的目的。
试验设计采用稻草纸浆(稻草秸秆利用造纸制浆法进行碱法预处理)作为原材料，探索了纤维素酶对其水解作用的影响，并考察了酶水解液发酵的各种影响因素，如初始葡萄糖浓度、装液量、无机氮源种类等。
1材料与方法 1.1试验材料
稻莫纸浆：经粉碎过60~80目筛后于105%烘24h备用对稻草纸浆的组分采用国家标准法进行成分分析间，经分析后得出稻草纸浆中各成分见表1。
表1稻草纸浆的成分分析
Table 1. Component analysis of straw paper pulp
组成成分纤维素半纤维素克拉森术素
含量/% 70.98 14.06 8.59
组成成分水分灰分抽出物
纤维素酶：夏盛公司提供，酶活力为68.5U。
含量/% 7.43 13.15 3.47
菌种（Candida shehataeCICC1766)：购自中国工业微
基金项目：辽宁省科技厅计划项目(2009223003)：2007辽宁省教育厅创新团队项目计划(2007T008)；辽宁省高校优秀人才支持计划项目
(2008RC08)；辽宁省自然科学基金(20072163）
作者简介：杨洋（1985-)，女，硕士研究生：张玉苍*，教授，通讯作者，研究方向为生物质能源及天然产物资源化学。